JP2009186034A - Economizer - Google Patents
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Abstract
【課題】多段圧縮式冷凍装置に用いられるエコノマイザを安価に提供する。
【解決手段】エコノマイザ(24)は、多段圧縮機と、凝縮器と、多段膨張手段と、蒸発器とが順次接続された冷媒回路を備えた多段圧縮式冷凍装置に設けられている。また、エコノマイザ(24)は、冷媒回路の冷媒を導入する導入部(24d)と、蒸発器に液冷媒を導出するための液出口部(24b)と、多段圧縮機の中間にガス冷媒を導入するためのガス出口部(24c)とが形成されたタンク(24a)と、多段膨張手段の一部を構成する膨張弁であって、液出口部(24b)に取り付けられ、タンク(24a)内の液冷媒の液面高さに応じて絞り量が調整されるフロート膨張弁(25)とを備えている。また、液出口部(24b)及びフロート膨張弁(25)は複数設けられている。
【選択図】図2An economizer used in a multistage compression refrigeration apparatus is provided at low cost.
An economizer (24) is provided in a multistage compression refrigeration apparatus having a refrigerant circuit in which a multistage compressor, a condenser, a multistage expansion means, and an evaporator are sequentially connected. In addition, the economizer (24) introduces a gas refrigerant in the middle of the multistage compressor, an introduction part (24d) for introducing the refrigerant in the refrigerant circuit, a liquid outlet part (24b) for leading the liquid refrigerant to the evaporator A tank (24a) formed with a gas outlet part (24c) and an expansion valve constituting a part of the multistage expansion means, attached to the liquid outlet part (24b), and in the tank (24a) And a float expansion valve (25) whose throttle amount is adjusted according to the liquid level of the liquid refrigerant. A plurality of liquid outlets (24b) and a plurality of float expansion valves (25) are provided.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、多段圧縮式冷凍装置に用いられるエコノマイザに関する。 The present invention relates to an economizer used in a multistage compression refrigeration apparatus.
従来より、二段圧縮機と、凝縮器と、二段膨張手段と、蒸発器とが順次接続された冷媒回路を備えた二段圧縮式冷凍装置が用いられている。また、二段圧縮式冷凍装置において、成績係数(COP)の高い運転を行うために、気液二相状態の冷媒からガス冷媒を分離し、二段ターボ圧縮機の中間に導くエコノマイザが用いられている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a two-stage compression refrigeration apparatus including a refrigerant circuit in which a two-stage compressor, a condenser, a two-stage expansion unit, and an evaporator are sequentially connected has been used. Further, in a two-stage compression refrigeration system, an economizer that separates a gas refrigerant from a gas-liquid two-phase refrigerant and guides it to the middle of a two-stage turbo compressor is used to perform an operation with a high coefficient of performance (COP). (For example, refer to Patent Document 1).
特許文献1の図2に記載されたエコノマイザは、冷媒を導入する導入部と、分離後のガス冷媒を二段圧縮機に導くガス出口部と、分離後の液冷媒を蒸発器に導く液出口部とが形成されたタンクによって構成されている。また、タンク内には、液出口部に取り付けられた膨張弁であって、液冷媒の液面の高さに応じて絞り量を調整するフロート膨張弁が設けられている。
しかしながら、上記エコノマイザでは、液出口部が1つしか設けられておらず、1つの液出口部から多量の液冷媒が流出する。そのため、フロート膨張弁も大型のものを用いなければならず、コストが増大するという問題があった。また、特に大容量の多段ターボ冷凍機に用いられるエコノマイザにおいては、フロート膨張弁前後の差圧が小さい為にさらに大型のフロート膨張弁が必要とされるため、問題は深刻であった。 However, in the economizer, only one liquid outlet is provided, and a large amount of liquid refrigerant flows out from one liquid outlet. For this reason, there is a problem that the float expansion valve must be a large one and the cost increases. In particular, in an economizer used for a large-capacity multi-stage turbo refrigerator, since the differential pressure before and after the float expansion valve is small, a larger float expansion valve is required, so the problem is serious.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、多段圧縮式冷凍装置に用いられるエコノマイザを安価に提供することにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to provide the economizer used for a multistage compression refrigerating apparatus at low cost.
本発明は、多段圧縮機(21)と、凝縮器(22)と、多段膨張手段(23,25)と、蒸発器(26)とが順次接続された冷媒回路(20)を備えた多段圧縮式冷凍装置(1)に設けられ、気液二相状態の冷媒を気液分離し、ガス冷媒を前記多段圧縮機(21)の中間に導くと共に液冷媒を前記蒸発器(26)に導くエコノマイザであって、前記冷媒回路(20)の冷媒を導入する導入部(24d)と、前記蒸発器(26)に液冷媒を導出するための液出口部(24b)と、前記多段圧縮機(21)の中間にガス冷媒を導入するためのガス出口部(24c)とが形成されたタンク(24a)と、前記多段膨張手段(23,25)の一部を構成する膨張弁であって、前記液出口部(24b)に取り付けられ、前記タンク(24a)内の液冷媒の液面高さに応じて絞り量が調整されるフロート膨張弁(25)とを備え、前記液出口部(24b)及び前記フロート膨張弁(25)は複数設けられている。 The present invention relates to a multistage compressor comprising a refrigerant circuit (20) in which a multistage compressor (21), a condenser (22), multistage expansion means (23, 25), and an evaporator (26) are sequentially connected. An economizer provided in an air-conditioning refrigeration system (1) for separating gas-liquid two-phase refrigerant into gas-liquid separation, guiding gas refrigerant to the middle of the multistage compressor (21), and guiding liquid refrigerant to the evaporator (26) An introduction part (24d) for introducing refrigerant in the refrigerant circuit (20), a liquid outlet part (24b) for introducing liquid refrigerant to the evaporator (26), and the multistage compressor (21 ) In which a gas outlet (24c) for introducing a gas refrigerant is formed, and an expansion valve constituting a part of the multistage expansion means (23, 25), A float expansion valve (25) attached to the liquid outlet part (24b), the throttle amount of which is adjusted according to the liquid level of the liquid refrigerant in the tank (24a) A plurality of the liquid outlet part (24b) and the float expansion valve (25) are provided.
更に、前記タンク(24a)は水平方向に長いタンクであり、前記導入部(24d)は前記タンク(24a)の長手方向の中央部に形成され、前記液出口部(24b)及び前記フロート膨張弁(25)は、前記タンク(24a)の長手方向において、前記導入部(24d)の両側に配置されている。Furthermore, the tank (24a) is a tank that is long in the horizontal direction, and the introduction part (24d) is formed at the center in the longitudinal direction of the tank (24a), and the liquid outlet part (24b) and the float expansion valve (25) is arranged on both sides of the introduction part (24d) in the longitudinal direction of the tank (24a).
加えて、前記タンク(24a)の内部には、前記導入部(24d)と前記液出口部(24b)及びフロート膨張弁(25)とのそれぞれの間に位置して前記タンク(24a)の横断面方向に延び、前記タンク(24a)を、前記導入部(24d)が配置される中央部の空間と、前記液出口部(24b)が配置が配置される液出口部側の空間とに、冷媒が前記中央部の空間から前記液出口部側の空間に流れるように区画する隔壁を構成するじゃま板(24e,24f)が設けられている。In addition, the inside of the tank (24a) is located between the introduction part (24d), the liquid outlet part (24b) and the float expansion valve (25), and crosses the tank (24a). Extending in the surface direction, the tank (24a) into a space in the center where the introduction part (24d) is arranged and a space on the liquid outlet part side where the liquid outlet part (24b) is arranged, A baffle plate (24e, 24f) is provided that constitutes a partition wall that partitions the refrigerant so that the refrigerant flows from the space in the central portion to the space on the liquid outlet portion side.
その上、前記ガス出口部(24c)は2つ設けられ、前記タンク(24a)の長手方向において、それぞれ前記液出口部側の空間に配置されている。In addition, two gas outlet portions (24c) are provided, and each gas outlet portion (24c) is disposed in a space on the liquid outlet portion side in the longitudinal direction of the tank (24a).
本発明では、タンク(24a)内からは、複数の液出口部(24b)を介して液冷媒が流出することとなり、その液冷媒の流出量は、複数のフロート膨張弁(25)によって制御される。そのため、1つのフロート膨張弁(25)によって流出量を制御する場合に比べ、1つ1つのフロート膨張弁(25)に求められる制御量が小さくなる。そのため、小型のフロート膨張弁(25)を用いることができる。 In the present invention, the liquid refrigerant flows out from the tank (24a) through the plurality of liquid outlet portions (24b), and the outflow amount of the liquid refrigerant is controlled by the plurality of float expansion valves (25). The Therefore, the control amount required for each float expansion valve (25) is smaller than when the outflow amount is controlled by one float expansion valve (25). Therefore, Ru can be used a small float expansion valve (25).
また、前記フロート膨張弁(25)は、タンク(24a)の長手方向において導入部(24d)の両側に配置されている。これにより、各フロート膨張弁(25)が導入部(24d)と間隔をなして配置される。 The float expansion valve (25) is disposed on both sides of the introduction part (24d) in the longitudinal direction of the tank (24a). Thus, each float expansion valve (25) is Ru are arranged in a gap between introduction part (24d).
また、前記導入部(24d)から導入された気液二相状態の冷媒は、液出口部(24b)及びフロート膨張弁(25)側に流動する際にじゃま板(24e,24f)に衝突し、気液が分離される。また、該じゃま板(24e,24f)は導入部(24d)とフロート膨張弁(25)との間に設けられているため、導入部(24d)から導入された冷媒がフロート膨張弁(25)に直接吹きかかることが回避される。 The gas-liquid two-phase refrigerant introduced from the introduction part (24d) collides with the baffle plates (24e, 24f) when flowing to the liquid outlet part (24b) and the float expansion valve (25) side. The gas-liquid is separated. Further, since the baffle plates (24e, 24f) are provided between the introduction part (24d) and the float expansion valve (25), the refrigerant introduced from the introduction part (24d) is used as the float expansion valve (25). Ru is avoided blowing take directly.
また、ガス冷媒は、1つのガス出口部(24c)から集中的にガス冷媒が吸入されるのではなく、2つのガス出口部(24c)に分散されて吸入される。そのため、ガス出口部(24c)が1つしか設けられていない場合に比べ、各ガス出口部(24c)がガス冷媒を吸入する力は半減する。これにより、ガス出口部(24c)付近でガス冷媒の吸入によって生じる液冷媒の液面の上昇は抑制される。その結果、ガス出口部(24c)から液冷媒の一部が多段圧縮機(21)側へ吸入される所謂液戻りが回避される。 Further , the gas refrigerant is not sucked in intensively from one gas outlet (24c), but is distributed and sucked into two gas outlets (24c). Therefore, compared with the case where only one gas outlet part (24c) is provided, the force at which each gas outlet part (24c) sucks the gas refrigerant is halved. Thereby, the rise in the liquid refrigerant level caused by the suction of the gas refrigerant in the vicinity of the gas outlet (24c) is suppressed. As a result, a so-called liquid return in which a part of the liquid refrigerant is sucked from the gas outlet (24c) to the multistage compressor (21) side is avoided.
第2の発明は、第1の発明において、前記液出口部(24b)及び前記フロート膨張弁(25)は液出口部側の空間に1つずつ設けられている。In a second aspect based on the first aspect, the liquid outlet part (24b) and the float expansion valve (25) are provided one by one in the space on the liquid outlet part side.
第2の発明では、液出口部(24b)が2つ設けられているため、2つのフロート膨張弁(25)によってタンク(24a)内から流出する液冷媒の流出量が制御される。これにより、1つフロート膨張弁(25)に求められる制御量は従来の半分となるため、従来よりも小型のフロート膨張弁(25)を用いることができる。In the second invention, since two liquid outlet portions (24b) are provided, the outflow amount of the liquid refrigerant flowing out from the tank (24a) is controlled by the two float expansion valves (25). Thereby, since the control amount calculated | required by one float expansion valve (25) becomes a half of the past, a float expansion valve (25) smaller than before can be used.
以上のように、本発明によれば、小型のフロート膨張弁(25)を用いることができるため、フロート膨張弁(25)の単価を大幅に抑えることができ、エコノマイザ(24)全体のコストを削減することができる。 As described above, according to the present invention, since the small float expansion valve (25) can be used, the unit price of the float expansion valve (25) can be significantly reduced, and the cost of the entire economizer (24) can be reduced. Can be reduced.
また、本発明によれば、フロート膨張弁(25)を複数備えているので、1つのフロート膨張弁(25)が不具合により作動しなくなっても、他のフロート膨張弁(25)によって液冷媒の減圧及びエコノマイザ(24)内の液面制御を行うことができる。従って、フロート膨張弁(25)に不具合が生じた場合であっても、該エコノマイザ(24)を備えた多段圧縮式冷凍装置(1)の運転を直ちに停止させることなく部分負荷運転等により運転を継続させることができる。 In addition, according to the present invention, since a plurality of float expansion valves (25) are provided, even if one float expansion valve (25) does not operate due to a malfunction, the other float expansion valve (25) causes liquid refrigerant to flow. Pressure reduction and liquid level control in the economizer (24) can be performed. Therefore, even if a malfunction occurs in the float expansion valve (25), the operation of the multistage compression refrigeration system (1) provided with the economizer (24) can be operated by partial load operation without immediately stopping the operation. Ru can be continued.
また、各フロート膨張弁(25)は導入部(24d)と間隔をなして配置されるため、導入部(24d)から導入された冷媒がフロート膨張弁(25)に吹きかかることを回避することができる。その結果、導入された冷媒がフロート膨張弁(25)の動作に影響を及ぼしてしまうことを防止することができる。 Moreover, since each float expansion valve (25) is arrange | positioned at intervals with an introducing | transducing part (24d), it avoids that the refrigerant | coolant introduced from the introducing | transducing part (24d) sprays on the float expansion valve (25). Can do. As a result, it is possible to prevent the introduced refrigerant from affecting the operation of the float expansion valve (25).
また、じゃま板(24e,24f)を設けたことにより、気液二相状態の冷媒が該じゃま板(24e,24f)に衝突することにより気液分離されると共に、導入部(24d)から導入された冷媒がフロート膨張弁(25)に直接吹きかかってフロート膨張弁(25)の動作に影響を及ぼしてしまうことを防止することができる。 Further, Ji Yamaban (24e, 24f) by providing the refrigerant is the baffles in the gas-liquid two-phase state (24e, 24f) while being gas-liquid separated by impinging on, introducing portion (24d) It is possible to prevent the refrigerant introduced from the above from directly blowing on the float expansion valve (25) and affecting the operation of the float expansion valve (25).
また、ガス出口部(24c)付近でガス冷媒の吸入によって生じる液冷媒の液面の上昇を抑制することができる。そのため、ガス出口部(24c)から液冷媒の一部が多段圧縮機(21)側へ吸入される所謂液戻りを防止することができる。 Further, it is possible to suppress the increase of the liquid surface of the liquid refrigerant caused by inhalation of the gas refrigerant in the vicinity of gas outlets (24c). Therefore, it is possible to prevent so-called liquid return that a part of the liquid refrigerant is sucked from the gas outlet (24c) to the multistage compressor (21) side.
また、第2の発明によれば、小型のフロート膨張弁(25)を用いることでフロート膨張弁(25)の単価を大幅に抑えると共に、フロート膨張弁(25)の個数を2つとすることでエコノマイザ(24)全体にかかるコストを削減することができる。In addition, according to the second invention, by using a small float expansion valve (25), the unit price of the float expansion valve (25) can be significantly reduced, and the number of float expansion valves (25) can be reduced to two. The cost of the entire economizer (24) can be reduced.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態では、本発明に係るエコノマイザが用いられた多段圧縮式冷凍装置として、二段ターボ圧縮機を備えた二段ターボ冷凍機について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, a two-stage turbo chiller including a two-stage turbo compressor will be described as a multistage compression refrigeration apparatus using the economizer according to the present invention.
図1は、本発明の実施形態に係る二段ターボ冷凍機(1)の構成を模式的に示す配管系統図である。二段ターボ冷凍機(1)は、二段ターボ圧縮機(21)と、凝縮器(22)と、高段側膨張弁(23)と、低段側膨張弁(25)と、蒸発器(26)とが順次冷媒配管によって順次接続された蒸気圧縮式冷凍サイクルを行う冷媒回路(20)を備えている。また、上記冷媒回路(20)の高段側膨張弁(23)と低段側膨張弁(25)との間には、本発明に係るエコノマイザ(24)が設けられている。 FIG. 1 is a piping system diagram schematically showing the configuration of a two-stage turbo chiller (1) according to an embodiment of the present invention. The two-stage turbo refrigerator (1) includes a two-stage turbo compressor (21), a condenser (22), a high-stage expansion valve (23), a low-stage expansion valve (25), and an evaporator ( 26) and a refrigerant circuit (20) for performing a vapor compression refrigeration cycle sequentially connected by refrigerant piping. An economizer (24) according to the present invention is provided between the high stage side expansion valve (23) and the low stage side expansion valve (25) of the refrigerant circuit (20).
上記二段ターボ圧縮機(21)は、低段側の羽根車(21a)と高段側の羽根車(21b)とを備えている。低段側の羽根車(21a)と高段側の羽根車(21b)とは直列に接続されている。また、二段ターボ圧縮機(21)には、吸入容量を制御するための吸入容量制御機構(21c)と、吐出容量を制御するための吐出容量制御機構(21d)とが設けられている。低段側に吸入された低圧(PL)の冷媒は、低段側の羽根車(21a)によって中間圧(PM)まで圧縮され、高段側に吸入される。高段側に吸入された冷媒は、高段側の羽根車(21b)によって圧縮されて高圧(PH)のガス冷媒となる。 The two-stage turbo compressor (21) includes a low stage impeller (21a) and a high stage impeller (21b). The low stage impeller (21a) and the high stage impeller (21b) are connected in series. The two-stage turbo compressor (21) is provided with a suction capacity control mechanism (21c) for controlling the suction capacity and a discharge capacity control mechanism (21d) for controlling the discharge capacity. The low-pressure (PL) refrigerant sucked into the lower stage is compressed to the intermediate pressure (PM) by the lower stage impeller (21a) and sucked into the higher stage. The refrigerant sucked into the high stage is compressed by the high stage impeller (21b) to become a high-pressure (PH) gas refrigerant.
上記凝縮器(22)は、シェル(円筒銅)と、シェル内に配置された複数の冷却管とを備える所謂シェルアンドチューブ型の凝縮器によって構成されている。シェル内には、二段ターボ圧縮機(21)において圧縮された高圧(PH)のガス冷媒が導入され、該ガス冷媒は、冷却管内を流れる冷却水によって冷却される。これにより、ガス冷媒は、冷却管の外側で凝縮し、液となってシェルの底部に溜まる。 The condenser (22) is a so-called shell-and-tube condenser including a shell (cylindrical copper) and a plurality of cooling pipes arranged in the shell. A high-pressure (PH) gas refrigerant compressed in the two-stage turbo compressor (21) is introduced into the shell, and the gas refrigerant is cooled by cooling water flowing in the cooling pipe. As a result, the gas refrigerant condenses outside the cooling pipe and becomes liquid and accumulates at the bottom of the shell.
上記高段側膨張弁(23)は、吸入冷媒過熱度に応じて減圧量を調整することで吸入冷媒過熱度を一定に制御する感温式自動膨張弁によって形成されている。上記凝縮器(22)において凝縮した液冷媒とガス冷媒とは、高段側膨張弁(23)によって中間圧(PL)まで減圧され、エコノマイザ(24)に導入される。 The high stage side expansion valve (23) is formed by a temperature-sensitive automatic expansion valve that controls the suction refrigerant superheat degree to be constant by adjusting the amount of pressure reduction in accordance with the suction refrigerant superheat degree. The liquid refrigerant and the gas refrigerant condensed in the condenser (22) are reduced to an intermediate pressure (PL) by the high stage side expansion valve (23) and introduced into the economizer (24).
上記エコノマイザ(24)には、二段ターボ圧縮機(21)の中間に接続されたガス配管(28)が接続されている。エコノマイザ(24)では、気液二相状態の冷媒が気液分離される。そして、ガス冷媒は、上記ガス配管(28)を介して上記二段ターボ圧縮機(21)の中間に導かれる一方、液冷媒は、蒸発器(26)側へ導かれる。 The economizer (24) is connected to a gas pipe (28) connected in the middle of the two-stage turbo compressor (21). In the economizer (24), the gas-liquid two-phase refrigerant is gas-liquid separated. The gas refrigerant is led to the middle of the two-stage turbo compressor (21) via the gas pipe (28), while the liquid refrigerant is led to the evaporator (26) side.
上記低段側膨張弁(25)は、エコノマイザ(24)内の液冷媒の液面高さに応じて絞り量が調整されるフロート膨張弁(25)によって構成され、本発明に係るエコノマイザ(24)に内蔵されている。そのため、エコノマイザ(24)で気液分離された液冷媒は、蒸発器(26)に向かって流出する際に、フロート膨張弁(25)によって減圧される。 The low-stage side expansion valve (25) includes a float expansion valve (25) whose throttle amount is adjusted according to the liquid level of the liquid refrigerant in the economizer (24), and the economizer (24 ) Is built in. Therefore, the liquid refrigerant separated from the gas and liquid by the economizer (24) is decompressed by the float expansion valve (25) when it flows out toward the evaporator (26).
上記蒸発器(26)は、満液式蒸発器によって構成され、本実施形態では、所謂シェルアンドチューブ型の蒸発器によって構成されている。蒸発器(26)内には、エコノマイザ(24)において気液分離された液冷媒がフロート膨張弁(25)によって減圧されて供給される。シェル内には伝熱管が配されており、伝熱管内には被冷却物としての水が流れている。シェル内に供給された液冷媒は、伝熱管内の水から吸熱して蒸発し、ガスとなって二段ターボ圧縮機(21)の吸入側に導かれる。 The evaporator (26) is constituted by a full liquid evaporator, and in this embodiment, is constituted by a so-called shell and tube type evaporator. In the evaporator (26), the liquid refrigerant that has been gas-liquid separated in the economizer (24) is supplied by being decompressed by the float expansion valve (25). A heat transfer tube is arranged in the shell, and water as an object to be cooled flows in the heat transfer tube. The liquid refrigerant supplied into the shell absorbs heat from the water in the heat transfer tube, evaporates, and is converted into a gas that is led to the suction side of the two-stage turbo compressor (21).
次に、本発明に係るエコノマイザ(24)について詳述する。 Next, the economizer (24) according to the present invention will be described in detail.
図2及び図3(a)、(b)に示すように、エコノマイザ(24)は、円筒形状の胴部と該胴部の両端部を閉塞する閉塞部によって構成された横長のタンク(24a)を備えている。タンク(24a)には、冷媒回路(20)の冷媒を導入する導入部(24d)と、内部の液冷媒を蒸発器(26)に導くための液出口部(24b)と、内部のガス冷媒を二段ターボ圧縮機(21)の中間に導くためのガス出口部(24c)とが形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3 (a) and 3 (b), the economizer (24) is a horizontally long tank (24a) constituted by a cylindrical body portion and a closing portion that closes both ends of the body portion. It has. The tank (24a) has an introduction part (24d) for introducing the refrigerant of the refrigerant circuit (20), a liquid outlet part (24b) for guiding the internal liquid refrigerant to the evaporator (26), and an internal gas refrigerant And a gas outlet (24c) for guiding the gas to the middle of the two-stage turbo compressor (21).
上記導入部(24d)は、タンク(24a)の長手方向中央部に形成されている。図3(a)に示すように、導入部(24d)は、タンク(24a)の内外を貫き、タンク(24a)内において湾曲して上方に向かって開口する筒状体によって構成されている。 The introduction portion (24d) is formed at the center in the longitudinal direction of the tank (24a). As shown in FIG. 3A, the introduction part (24d) is configured by a cylindrical body that penetrates the inside and outside of the tank (24a), curves in the tank (24a), and opens upward.
上記液出口部(24b)は、図2に示すように、本実施形態では2つ設けられている。2つの液出口部(24b)は、タンク(24a)の長手方向両端部に形成されている。液出口部(24b)は、タンク(24a)内外を貫き、タンク(24a)内において湾曲して下向きに開口する筒状体によって構成されている。 As shown in FIG. 2, two liquid outlet portions (24b) are provided in this embodiment. The two liquid outlet portions (24b) are formed at both ends in the longitudinal direction of the tank (24a). The liquid outlet portion (24b) is configured by a cylindrical body that penetrates the inside and outside of the tank (24a) and is curved and opened downward in the tank (24a).
上記ガス出口部(24c)は、本実施形態では2つ設けられている。2つのガス出口部(24c)は、タンク(24a)の長手方向において、導入部(24d)の両側に1つずつ配置されている。また、ガス出口部(24c)は筒状体からなり、タンク(24a)上方から下方に向かって延び、先端がタンク(24a)上面を貫いてタンク(24a)内の上層部において開口している。 In the present embodiment, two gas outlets (24c) are provided. The two gas outlets (24c) are arranged one on each side of the introduction part (24d) in the longitudinal direction of the tank (24a). Further, the gas outlet (24c) is formed of a cylindrical body, extends from the upper side to the lower side of the tank (24a), and the tip penetrates the upper surface of the tank (24a) and opens at the upper layer in the tank (24a). .
上述したエコノマイザ(24)に内蔵された低段側膨張弁としてのフロート膨張弁(25)は、上記液出口部(24b)の流入側端部に取り付けられている。具体的には、図2に示すように、筒状体からなる液出口部(24b)の流入側端に形成された弁体(25a)と、弁体(25a)に接続されたフロート(25b)とによって構成されている。弁体(25a)は、フロート(25b)が上昇すると、液出口部(24b)内の流路を拡げる方向に移動し、フロート(25b)が下降すると、液出口部(24b)内の流路を絞る方向に移動してするように構成されている。このような構成により、フロート膨張弁(25)は、エコノマイザ(24)内の液面が上昇するとその絞り量が低下し、液面が下降するとその絞り量が増大し、エコノマイザ(24)内の液の流出量を冷媒の循環量に合わせて制御する。 The float expansion valve (25) as a low-stage expansion valve built in the economizer (24) described above is attached to the inflow side end of the liquid outlet (24b). Specifically, as shown in FIG. 2, a valve body (25a) formed at the inflow side end of the liquid outlet portion (24b) made of a cylindrical body, and a float (25b) connected to the valve body (25a) ) And. When the float (25b) rises, the valve body (25a) moves in a direction to expand the flow path in the liquid outlet part (24b), and when the float (25b) descends, the flow path in the liquid outlet part (24b) It is configured to move in the direction of squeezing. With such a configuration, the float expansion valve (25) has its throttle amount reduced when the liquid level in the economizer (24) rises, and increases when the liquid level falls, and the throttle amount in the economizer (24) increases. The outflow amount of the liquid is controlled in accordance with the circulation amount of the refrigerant.
また、タンク(24a)内の導入部(24d)と、2つの液出口部(24b)及びフロート膨張弁(25)とのそれぞれの間には、タンク(24a)の横断面方向に延びる2種類の隔壁(24e,24f)が設けられている。導入部(24d)側に設けられた2枚の第1隔壁(24e)は、図3(a)に示すように、略円形の板状体からなり、略T字状の切り欠きが形成されている。一方、液出口部(24b)側に設けられた2枚の第2隔壁(24f)は、円板を逆T字状にくり抜いた板状体からなる。隔壁(24e,24f)は、本発明に係るじゃま板を構成している。 Further, there are two types extending in the cross-sectional direction of the tank (24a) between the introduction part (24d) in the tank (24a), the two liquid outlet parts (24b), and the float expansion valve (25). Partition walls (24e, 24f). As shown in FIG. 3 (a), the two first partition walls (24e) provided on the introduction part (24d) side are formed of a substantially circular plate-like body, and a substantially T-shaped notch is formed. ing. On the other hand, the two second partition walls (24f) provided on the liquid outlet part (24b) side are formed of a plate-like body obtained by hollowing out a disk in an inverted T shape. The partition walls (24e, 24f) constitute a baffle plate according to the present invention.
このような第1隔壁(24e)及び第2隔壁(24f)によって、タンク(24a)内は3つの空間に区画され、導入部(24d)と2つの液出口部(24b)及びフロート膨張弁(25)はそれぞれ異なる空間に配置される。また、図3(b)に示すように、液出口部(24b)側の空間から導入部(24d)側の空間を視たときに、タンク(24a)の横断面のほとんどが第1隔壁(24e)及び第2隔壁(24f)によって覆われている。このような構成により、導入部(24d)から導入された冷媒がフロート膨張弁(25)のフロート(25b)に直接吹きかかることを防止できる。 The tank (24a) is divided into three spaces by the first partition wall (24e) and the second partition wall (24f), and the introduction section (24d), the two liquid outlet sections (24b), and the float expansion valve ( 25) are arranged in different spaces. Further, as shown in FIG. 3B, when the space on the introduction part (24d) side is viewed from the space on the liquid outlet part (24b) side, most of the cross section of the tank (24a) is the first partition wall ( 24e) and the second partition wall (24f). With such a configuration, it is possible to prevent the refrigerant introduced from the introduction part (24d) from directly spraying on the float (25b) of the float expansion valve (25).
なお、上述した2つのガス出口部(24c)は、第1隔壁(24e)及び第2隔壁(24f)よりも液出口部(24b)側に配置されている。つまり、ガス出口部(24c)は、第1隔壁(24e)及び第2隔壁(24f)によってタンク(24a)内に区画される3つの空間のうち、導入部(24d)が設けられた中央の空間ではなく、液出口部(24b)が設けられた両端の空間にそれぞれ設けられている。このようにガス出口部(24c)が配置されることで、導入部(24d)から導入された気液二相状態の冷媒が、直接ガス出口部(24c)に吸入されることを防止することができる。 The two gas outlets (24c) described above are disposed closer to the liquid outlet (24b) than the first partition (24e) and the second partition (24f). That is, the gas outlet part (24c) is a central part in which the introduction part (24d) is provided among the three spaces partitioned in the tank (24a) by the first partition wall (24e) and the second partition wall (24f). It is provided not in the space but in the space at both ends where the liquid outlet portion (24b) is provided. By arranging the gas outlet part (24c) in this way, it is possible to prevent the gas-liquid two-phase refrigerant introduced from the introduction part (24d) from being directly sucked into the gas outlet part (24c). Can do.
次に、二段ターボ冷凍機(1)の動作について説明する。まず、運転が開始されると、二段ターボ圧縮機(21)の低段側及び高段側の羽根車(21a,21b)が回転し、低段側から冷媒回路(20)内の低圧(PL)の冷媒が吸入される。このとき、吸入容量制御機構(21c)によって吸入される冷媒容量が調節される。そして、低段側に吸入された低圧(PL)の冷媒は、低段側の羽根車(21a)によって中間圧(PM)まで圧縮され、高段側に吸入される。高段側に吸入された冷媒は、高段側の羽根車(21b)によって圧縮されて高圧(PH)のガス冷媒となって冷媒回路(20)に吐出される。このとき、吐出容量制御機構(21d)によって吐出される冷媒容量が調節される。 Next, the operation of the two-stage turbo chiller (1) will be described. First, when the operation is started, the low-stage and high-stage impellers (21a, 21b) of the two-stage turbo compressor (21) rotate, and the low-pressure (in the refrigerant circuit (20) ( PL) refrigerant is inhaled. At this time, the refrigerant capacity to be sucked is adjusted by the suction capacity control mechanism (21c). Then, the low-pressure (PL) refrigerant sucked into the lower stage is compressed to the intermediate pressure (PM) by the lower stage impeller (21a) and sucked into the higher stage. The refrigerant sucked into the high stage side is compressed by the high stage impeller (21b) to become a high-pressure (PH) gas refrigerant and discharged to the refrigerant circuit (20). At this time, the refrigerant capacity discharged by the discharge capacity control mechanism (21d) is adjusted.
そして、二段ターボ圧縮機(21)から冷媒回路(20)に吐出された高圧(PH)の冷媒は、凝縮器(22)において冷却されて凝縮する。そして、凝縮器(22)において凝縮した液冷媒とガス冷媒とは、高段側膨張弁(23)によって中間圧(PL)まで減圧され、エコノマイザ(24)に導入される。なお、高段側膨張弁(23)は、吸入冷媒過熱度に応じてその減圧量が調整される。これにより、吸入冷媒過熱度が所定値となるように冷媒循環量が制御される。 The high-pressure (PH) refrigerant discharged from the two-stage turbo compressor (21) to the refrigerant circuit (20) is cooled and condensed in the condenser (22). Then, the liquid refrigerant and the gas refrigerant condensed in the condenser (22) are reduced to an intermediate pressure (PL) by the high stage side expansion valve (23) and introduced into the economizer (24). The decompression amount of the high stage side expansion valve (23) is adjusted according to the degree of superheat of the suction refrigerant. Thus, the refrigerant circulation amount is controlled so that the suction refrigerant superheat degree becomes a predetermined value.
エコノマイザ(24)のタンク(24a)内では、導入された気液二相状態の冷媒が気液分離される。そして、気液分離後のガス冷媒は、ガス配管(28)を介して二段ターボ圧縮機(21)の中間に導かれる一方、液冷媒は蒸発器(26)側へ導かれる。 In the tank (24a) of the economizer (24), the introduced gas-liquid two-phase refrigerant is gas-liquid separated. The gas refrigerant after gas-liquid separation is led to the middle of the two-stage turbo compressor (21) via the gas pipe (28), while the liquid refrigerant is led to the evaporator (26) side.
二段ターボ圧縮機(21)の中間に導かれた中間圧(PM)のガス冷媒は、二段ターボ圧縮機(21)の低圧側で圧縮された中間圧(PM)と混合されて高段側に吸入されて圧縮される。 The intermediate-pressure (PM) gas refrigerant introduced to the middle of the two-stage turbo compressor (21) is mixed with the intermediate pressure (PM) compressed on the low-pressure side of the two-stage turbo compressor (21). Inhaled to the side and compressed.
一方、蒸発器(26)へ導かれる液冷媒は、液出口部(24b)から蒸発器(26)に向かって流出する際に、液出口部(24b)に設けられたフロート膨張弁(25)によって低圧(PL)まで減圧されて、蒸発器(26)に供給される。 On the other hand, when the liquid refrigerant guided to the evaporator (26) flows out from the liquid outlet part (24b) toward the evaporator (26), the float expansion valve (25) provided in the liquid outlet part (24b) The pressure is reduced to a low pressure (PL) by the pressure and supplied to the evaporator (26).
このようにしてフロート膨張弁(25)によって減圧されて蒸発器(26)に供給された低圧(PL)の冷媒は、伝熱管内の水から吸熱して蒸発し、ガスとなって二段ターボ圧縮機(21)の吸入側に導かれる。そして、該ガス冷媒は、二段ターボ圧縮機(21)に吸入されて圧縮される。 The low-pressure (PL) refrigerant thus depressurized by the float expansion valve (25) and supplied to the evaporator (26) absorbs heat from the water in the heat transfer pipe and evaporates to become a gas, which is a two-stage turbocharger. Guided to the suction side of the compressor (21). The gas refrigerant is sucked into the two-stage turbo compressor (21) and compressed.
次に、エコノマイザ(24)の動作について詳述する。 Next, the operation of the economizer (24) will be described in detail.
導入部(24d)を介してタンク(24a)内の長手方向において中央の空間に導入された冷媒は、タンク(24a)内の長手方向において中央の空間から両端側の空間に拡散する。このとき、冷媒は両隔壁(24e,24f)やタンク(24a)内壁面に衝突することにより、気液が分離される。そして、分離後の液冷媒は、両隔壁(24e,24f)やタンク(24a)内壁面を伝って流下し、タンク(24a)内の底部に溜まる。一方、ガス冷媒は、両隔壁(24e,24f)とタンク(24a)内壁面との隙間から液出口部(24b)側の空間へと流れる。 The refrigerant introduced into the central space in the longitudinal direction in the tank (24a) through the introduction part (24d) diffuses from the central space in the longitudinal direction in the tank (24a) to the spaces on both ends. At this time, the refrigerant collides with both the partition walls (24e, 24f) and the inner wall surface of the tank (24a), whereby the gas and liquid are separated. Then, the separated liquid refrigerant flows down along both the partition walls (24e, 24f) and the inner wall surface of the tank (24a), and accumulates at the bottom of the tank (24a). On the other hand, the gas refrigerant flows from the gap between the both partition walls (24e, 24f) and the inner wall surface of the tank (24a) to the space on the liquid outlet part (24b) side.
そして、タンク(24a)内の液出口部(24b)側の空間において、液冷媒は液出口部(24b)から蒸発器(26)側へと流れる。このとき、液出口部(24b)内に形成される流路は、フロート膨張弁(25)の弁体(25a)によって絞られている。そのため、液冷媒は該フロート膨張弁(25)によって減圧される。 Then, in the space on the liquid outlet part (24b) side in the tank (24a), the liquid refrigerant flows from the liquid outlet part (24b) to the evaporator (26) side. At this time, the flow path formed in the liquid outlet part (24b) is throttled by the valve body (25a) of the float expansion valve (25). Therefore, the liquid refrigerant is decompressed by the float expansion valve (25).
また、フロート膨張弁(25)は、タンク(24a)内の液冷媒の液面高さに応じてその絞り量が調節されるように構成されている。そのため、液面が上昇すると、フロート(25b)が上昇し、弁体(25a)が液出口部(24b)内の流路がより拡がる方向に移動する。これにより、絞り量が低下して液冷媒の流出量が増加し、液面の上昇速度が緩まる又は下降に転ずることとなる。一方、液面が下降すると、フロート(25b)が下降し、弁体(25a)が液出口部(24b)の流路をより絞る方向に移動する。これにより、絞り量が増加して液冷媒の流出量が減少し、液面の下降速度が緩まる又は上昇に転ずる。このようにして、フロート膨張弁(25)によって、タンク(24a)内の液冷媒の液面高さは、冷媒循環量に応じた絞り量を実現できるように制御される。 The float expansion valve (25) is configured such that its throttle amount is adjusted according to the liquid level of the liquid refrigerant in the tank (24a). Therefore, when the liquid level rises, the float (25b) rises, and the valve body (25a) moves in a direction in which the flow path in the liquid outlet part (24b) further expands. As a result, the throttle amount decreases, the amount of liquid refrigerant flowing out increases, and the rising speed of the liquid level slows down or starts to descend. On the other hand, when the liquid level is lowered, the float (25b) is lowered, and the valve body (25a) moves in a direction to further restrict the flow path of the liquid outlet part (24b). As a result, the throttle amount increases, the outflow amount of the liquid refrigerant decreases, and the descending speed of the liquid level becomes slow or starts to rise. In this manner, the liquid level height of the liquid refrigerant in the tank (24a) is controlled by the float expansion valve (25) so as to realize a throttle amount corresponding to the refrigerant circulation amount.
一方、液出口部(24b)側の空間において、ガス冷媒はガス出口部(24c)から二段ターボ圧縮機(21)の中間圧側に吸入される。なお、本実施形態では、ガス出口部(24c)が2つ設けられているため、1つのガス出口部(24c)から集中的にガス冷媒が吸入されるのではなく、2つのガス出口部(24c)に分散されて吸入される。そのため、ガス冷媒が吸入される際、ガス出口部(24c)付近はタンク(24a)内の他の部分よりも低圧となるが、1つしかガス出口部(24c)がない場合に比べて、低圧の度合いを低減することができる。そのため、液冷媒がガス出口部(24c)の下方においてガス出口部(24c)側へ吸引されて上昇したとしても、その上昇高さを抑えることができる。その結果、液冷媒がガス冷媒と共にガス出口部(24c)に吸入されることを抑制することができる。 On the other hand, in the space on the liquid outlet (24b) side, the gas refrigerant is sucked from the gas outlet (24c) to the intermediate pressure side of the two-stage turbo compressor (21). In the present embodiment, since two gas outlet portions (24c) are provided, gas refrigerant is not intensively sucked from one gas outlet portion (24c), but two gas outlet portions ( 24c) is dispersed and inhaled. Therefore, when the gas refrigerant is sucked, the pressure in the vicinity of the gas outlet part (24c) is lower than the other part in the tank (24a), but compared with the case where there is only one gas outlet part (24c), The degree of low pressure can be reduced. Therefore, even if the liquid refrigerant is sucked and raised to the gas outlet part (24c) side below the gas outlet part (24c), the rising height can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the liquid refrigerant from being sucked into the gas outlet (24c) together with the gas refrigerant.
−実施形態の効果−
以上より、本実施形態に係るエコノマイザ(24)によれば、従来1つしか設けられていなかった液出口部(24b)とフロート膨張弁(25)とが2つずつ設けられている。そのため、タンク(24a)内からは、2つの液出口部(24b)を介して液冷媒が流出することとなり、その液冷媒の流出量は2つのフロート膨張弁(25)によって制御されることとなる。これにより、1つのフロート膨張弁(25)によって流出量を制御する場合に比べ、1つ1つのフロート膨張弁(25)に求められる制御量が小さくなる。従って、本エコノマイザ(24)によれば、小型のフロート膨張弁(25)を用いることができ、フロート膨張弁(25)の単価を大幅に抑えることができる。そのため、エコノマイザ(24)全体のコストを削減することができる。
-Effect of the embodiment-
As described above, according to the economizer (24) according to the present embodiment, the liquid outlet portion (24b) and the float expansion valve (25), which are conventionally provided only one, are provided two by two. Therefore, liquid refrigerant flows out from the tank (24a) through the two liquid outlet portions (24b), and the outflow amount of the liquid refrigerant is controlled by the two float expansion valves (25). Become. Thereby, the control amount calculated | required by each float expansion valve (25) becomes small compared with the case where the outflow amount is controlled by one float expansion valve (25). Therefore, according to this economizer (24), a small float expansion valve (25) can be used, and the unit price of the float expansion valve (25) can be significantly reduced. Therefore, the cost of the entire economizer (24) can be reduced.
また、本エコノマイザ(24)によれば、フロート膨張弁(25)が2つ設けられている。そのため、1つのフロート膨張弁(25)が不具合により作動しなくなっても、他のフロート膨張弁(25)によって液冷媒の減圧及びエコノマイザ(24)内の液面制御を行うことができる。従って、本エコノマイザ(24)によれば、フロート膨張弁(25)に不具合が生じた場合であっても、該エコノマイザ(24)を備えた多段圧縮式冷凍装置(本実施形態では、二段ターボ冷凍機(1))の運転を直ちに停止させることなく、部分負荷運転等により運転を継続させることができる。 Moreover, according to this economizer (24), two float expansion valves (25) are provided. Therefore, even if one float expansion valve (25) stops operating due to a malfunction, the pressure reduction of the liquid refrigerant and the liquid level control in the economizer (24) can be performed by the other float expansion valve (25). Therefore, according to the present economizer (24), even when a malfunction occurs in the float expansion valve (25), a multistage compression refrigeration apparatus (in this embodiment, a two-stage turbo refrigeration apparatus) provided with the economizer (24). The operation can be continued by partial load operation or the like without immediately stopping the operation of the refrigerator (1)).
なお、本実施形態では、液出口部(24b)及びフロート膨張弁(25)の個数を2つとしていたが、液出口部(24b)及びフロート膨張弁(25)は3つ以上設けることとしてもよい。その場合であっても、フロート膨張弁(25)を小型化することができ、エコノマイザ(24)を安価に構成することができる。その一方、本実施形態では、フロート膨張弁(25)の個数を2つとすることで、フロート膨張弁(25)の小型化を図って単価を大幅に抑えると共に、エコノマイザ(24)全体にかかるコストをより削減することができる。 In this embodiment, the number of the liquid outlet part (24b) and the float expansion valve (25) is two, but three or more liquid outlet parts (24b) and the float expansion valve (25) may be provided. Good. Even in that case, the float expansion valve (25) can be reduced in size, and the economizer (24) can be configured at low cost. On the other hand, in this embodiment, the number of float expansion valves (25) is set to two, so that the size of the float expansion valve (25) can be reduced, the unit price can be greatly reduced, and the cost of the entire economizer (24) can be reduced. Can be further reduced.
また、本エコノマイザ(24)によれば、各フロート膨張弁(25)は、タンク(24a)の長手方向において導入部(24d)の両側に配置されている。そのため、各フロート膨張弁(25)は、導入部(24d)と間隔をなして配置される。これにより、導入部(24d)から導入された冷媒がフロート膨張弁(25)のフロート(25b)に吹きかかることを回避することができる。従って、導入された冷媒がフロート膨張弁(25)の動作に影響を及ぼしてしまうことを防止することができる。 Moreover, according to this economizer (24), each float expansion valve (25) is arrange | positioned at the both sides of the introducing | transducing part (24d) in the longitudinal direction of the tank (24a). Therefore, each float expansion valve (25) is arranged at an interval from the introduction portion (24d). Thereby, it can be avoided that the refrigerant introduced from the introduction part (24d) is sprayed on the float (25b) of the float expansion valve (25). Therefore, it is possible to prevent the introduced refrigerant from affecting the operation of the float expansion valve (25).
また、本エコノマイザ(24)によれば、導入部(24d)と2つの液出口部(24b)及びフロート膨張弁(25)とのそれぞれの間には、タンク(24a)の横断面方向に延びる板状体からなる隔壁(24e,24f)が設けられている。これにより、気液二相状態の気液が分離されると共に、導入部(24d)から導入された冷媒がフロート膨張弁(25)のフロート(25b)に直接吹きかかってフロート膨張弁(25)の動作に影響を及ぼしてしまうことを防止することができる。 Moreover, according to this economizer (24), it extends in the cross-sectional direction of the tank (24a) between each of the introduction part (24d), the two liquid outlet parts (24b), and the float expansion valve (25). A partition wall (24e, 24f) made of a plate-like body is provided. Thereby, the gas-liquid two-phase gas-liquid is separated, and the refrigerant introduced from the introduction part (24d) directly blows on the float (25b) of the float expansion valve (25) to float the float expansion valve (25). It is possible to prevent the operation from being affected.
ところで、ガス出口部(24c)からガス冷媒が吸入される際、ガス出口部(24c)付近は周囲より低圧となる。そのため、ガス出口部(24c)が1つしか設けられていない場合、ガス出口部(24c)付近と周囲との圧力差が大きくなり、タンク(24a)内の液冷媒の液面がガス出口部(24c)付近で大きく上昇してしまう。そのため、ガス出口部(24c)から液冷媒の一部が二段圧縮機(21)側へ吸入される所謂液戻りが生じる虞があった。 By the way, when the gas refrigerant is sucked from the gas outlet (24c), the vicinity of the gas outlet (24c) has a lower pressure than the surroundings. Therefore, when only one gas outlet (24c) is provided, the pressure difference between the vicinity of the gas outlet (24c) and the surroundings becomes large, and the liquid refrigerant level in the tank (24a) becomes the gas outlet. (24c) It will rise greatly in the vicinity. For this reason, there is a risk of so-called liquid return in which part of the liquid refrigerant is sucked into the two-stage compressor (21) from the gas outlet (24c).
しかしながら、本エコノマイザ(24)によれば、ガス出口部(24c)が2つ設けられており、タンク(24a)の長手方向において、導入部(24d)の両側に1つずつ配置されている。これにより、ガス冷媒は、1つのガス出口部(24c)から集中的にガス冷媒が吸入されるのではなく、2つのガス出口部(24c)に分散されて吸入される。そのため、ガス出口部(24c)が1つしか設けられていない場合に比べ、各ガス出口部(24c)がガス冷媒を吸入する力は半減する。これにより、ガス出口部(24c)付近でガス冷媒の吸入によって生じる液冷媒の液面の上昇を抑制することができる。その結果、ガス出口部(24c)から液冷媒の一部が二段ターボ圧縮機(21)側へ吸入される所謂液戻りを回避することができる。 However, according to the present economizer (24), two gas outlets (24c) are provided, one on each side of the introduction part (24d) in the longitudinal direction of the tank (24a). As a result, the gas refrigerant is not intensively sucked from one gas outlet (24c), but is distributed and sucked into two gas outlets (24c). Therefore, compared with the case where only one gas outlet part (24c) is provided, the force at which each gas outlet part (24c) sucks the gas refrigerant is halved. Thereby, it is possible to suppress an increase in the liquid refrigerant level caused by the suction of the gas refrigerant in the vicinity of the gas outlet (24c). As a result, it is possible to avoid so-called liquid return in which a part of the liquid refrigerant is sucked into the two-stage turbo compressor (21) from the gas outlet (24c).
《その他の実施形態》
上記実施形態では、液出口部(24b)及びフロート膨張弁(25)の個数を2つとしていたが、液出口部(24b)及びフロート膨張弁(25)は3つ以上設けることとしてもよい。その場合であっても、フロート膨張弁(25)を小型化することができ、エコノマイザ(24)を安価に構成することができる。
<< Other Embodiments >>
In the above embodiment, the number of the liquid outlet part (24b) and the float expansion valve (25) is two, but three or more liquid outlet parts (24b) and the float expansion valve (25) may be provided. Even in that case, the float expansion valve (25) can be reduced in size, and the economizer (24) can be configured at low cost.
また、上記実施形態では、導入部(24d)、液出口部(24b)及びガス出口部(24c)を筒状体によって形成していたが、これらを単なる開口によって形成してもよい。 Moreover, in the said embodiment, although the introducing | transducing part (24d), the liquid outlet part (24b), and the gas outlet part (24c) were formed with the cylindrical body, you may form these by a mere opening.
さらに、上記実施形態では、本発明に係るエコノマイザ(24)を備えた多段圧縮式冷凍装置として、二段圧縮二膨張の冷凍装置について説明したが、本発明は、三段圧縮三段膨張等の多段圧縮式冷凍装置に適用してもよい。その際、上記エコノマイザを複数直列に配置する。 Furthermore, in the above-described embodiment, the two-stage compression / two-expansion refrigeration apparatus has been described as the multistage compression refrigeration apparatus including the economizer (24) according to the present invention. You may apply to a multistage compression refrigerating apparatus. At that time, a plurality of the economizers are arranged in series.
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.
以上説明したように、本発明は、ターボ冷凍機に有用である。 As described above, the present invention is useful for a turbo refrigerator.
1 二段ターボ冷凍機(多段圧縮式冷凍装置)
20 冷媒回路
21 二段ターボ圧縮機(多段圧縮機)
22 凝縮器
23 高段側膨張弁(多段膨張手段)
24 エコノマイザ
24a タンク
24b 液出口部
24c ガス出口部
24d 導入部
24e 第1隔壁(じゃま板)
24f 第2隔壁(じゃま板)
25 フロート膨張弁(多段膨張手段)
25a 弁体
25b フロート
26 蒸発器
28 ガス配管
1 Two-stage turbo refrigerator (multistage compression refrigeration system)
20
22
24
24f 2nd partition wall (binder plate)
25 Float expansion valve (multi-stage expansion means)
Claims (5)
前記冷媒回路(20)の冷媒を導入する導入部(24d)と、前記蒸発器(26)に液冷媒を導出するための液出口部(24b)と、前記多段圧縮機(21)の中間にガス冷媒を導入するためのガス出口部(24c)とが形成されたタンク(24a)と、
前記多段膨張手段(23,25)の一部を構成する膨張弁であって、前記液出口部(24b)に取り付けられ、前記タンク(24a)内の液冷媒の液面高さに応じて絞り量が調整されるフロート膨張弁(25)とを備え、
前記液出口部(24b)及び前記フロート膨張弁(25)は複数設けられている
ことを特徴とするエコノマイザ。 A multistage compression refrigeration system (20) having a refrigerant circuit (20) in which a multistage compressor (21), a condenser (22), a multistage expansion means (23, 25), and an evaporator (26) are sequentially connected ( An economizer provided in 1) for gas-liquid separation of a gas-liquid two-phase refrigerant, guiding gas refrigerant to the middle of the multistage compressor (21) and guiding liquid refrigerant to the evaporator (26);
Between the introduction part (24d) for introducing the refrigerant of the refrigerant circuit (20), the liquid outlet part (24b) for leading the liquid refrigerant to the evaporator (26), and the multistage compressor (21) A tank (24a) formed with a gas outlet (24c) for introducing a gas refrigerant;
An expansion valve that constitutes a part of the multistage expansion means (23, 25), is attached to the liquid outlet (24b), and is throttled according to the liquid level of the liquid refrigerant in the tank (24a) A float expansion valve (25) whose amount is adjusted,
An economizer comprising a plurality of the liquid outlet (24b) and the float expansion valve (25).
前記液出口部(24b)及び前記フロート膨張弁(25)は2つずつ設けられている
ことを特徴とするエコノマイザ。 In claim 1,
An economizer characterized in that the liquid outlet part (24b) and the float expansion valve (25) are provided two by two.
前記タンク(24a)は横長のタンクであり、
前記導入部(24d)は前記タンク(24a)の長手方向の中央部に形成され、
前記液出口部(24b)及び前記フロート膨張弁(25)は、前記タンク(24a)の長手方向において、前記導入部(24d)の両側に1つずつ配置されている
ことを特徴とするエコノマイザ。 In claim 2,
The tank (24a) is a horizontally long tank,
The introduction part (24d) is formed in the central part in the longitudinal direction of the tank (24a),
The economizer according to claim 1, wherein the liquid outlet part (24b) and the float expansion valve (25) are arranged one on each side of the introduction part (24d) in the longitudinal direction of the tank (24a).
前記導入部(24d)と2つの前記液出口部(24b)及びフロート膨張弁(25)とのそれぞれの間には、前記タンク(24a)の横断面方向に延びるじゃま板(24e,24f)が設けられている
ことを特徴とするエコノマイザ。 In claim 3,
Between each of the introduction part (24d), the two liquid outlet parts (24b) and the float expansion valve (25), there are baffle plates (24e, 24f) extending in the cross-sectional direction of the tank (24a). An economizer characterized by being provided.
前記ガス出口部(24c)は2つ設けられ、前記タンク(24a)の長手方向において、それぞれ前記じゃま板(24e,24f)よりも前記液出口部(24b)側に配置されている
ことを特徴とするエコノマイザ。 In claim 4,
Two gas outlets (24c) are provided, and are arranged on the liquid outlet part (24b) side of the baffle plates (24e, 24f) in the longitudinal direction of the tank (24a), respectively. An economizer.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102032728A (en) * | 2010-12-09 | 2011-04-27 | 东南大学 | Device for automatically adjusting flux of refrigeration working medium |
| JP2015190733A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 荏原冷熱システム株式会社 | Evaporator of turbo refrigerator, and turbo refrigerator including evaporator |
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Families Citing this family (16)
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|---|---|---|---|---|
| JP6056270B2 (en) * | 2012-08-28 | 2017-01-11 | ダイキン工業株式会社 | Turbo compressor and turbo refrigerator |
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| CN103776188B (en) * | 2013-01-21 | 2017-03-08 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | Between cold either simplex matter refrigeration heat heating |
| US9890977B2 (en) * | 2013-10-03 | 2018-02-13 | Carrier Corporation | Flash tank economizer for two stage centrifugal water chillers |
| CN104154687B (en) * | 2014-08-22 | 2016-08-24 | 珠海格力电器股份有限公司 | Flash tank and air conditioner with same |
| CN104501474B (en) * | 2014-12-16 | 2017-03-08 | 麦克维尔空调制冷(武汉)有限公司 | A kind of Flash Type economizer and the distributing method using which |
| CN106352608B (en) * | 2015-07-13 | 2021-06-15 | 开利公司 | Economizer component and refrigerating system with same |
| CN105004047B (en) * | 2015-07-16 | 2018-02-02 | 杭州哲达科技股份有限公司 | High-temperature water heater is produced in the recovery of heat pump complementary energy |
| JP6599176B2 (en) * | 2015-08-28 | 2019-10-30 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | Turbo refrigeration equipment |
| CN117366922A (en) * | 2015-12-10 | 2024-01-09 | 开利公司 | Economizer and refrigerating system with same |
| CN105571215B (en) * | 2015-12-21 | 2018-05-01 | 重庆美的通用制冷设备有限公司 | For heat pump unit economizer and there is its heat pump unit |
| US10539350B2 (en) | 2016-02-26 | 2020-01-21 | Daikin Applied Americas Inc. | Economizer used in chiller system |
| KR102294499B1 (en) * | 2019-12-31 | 2021-08-27 | 엘지전자 주식회사 | Multistage compression type frozen apparatus |
| KR102294500B1 (en) * | 2019-12-31 | 2021-08-27 | 엘지전자 주식회사 | Multistage compression type frozen apparatus |
| FR3117882B1 (en) * | 2020-12-23 | 2023-03-17 | Soc Ind De Chauffage Sic | Safety separator device for an energy transfer installation |
| CN116772441A (en) * | 2022-03-10 | 2023-09-19 | 开利公司 | Throttling arrangement and have its refrigerating system |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2277647A (en) * | 1940-08-01 | 1942-03-24 | Carrier Corp | Refrigeration |
| US3003332A (en) * | 1957-10-07 | 1961-10-10 | John E Watkins | Control means for refrigerating system |
| US3349571A (en) * | 1966-01-14 | 1967-10-31 | Chemical Construction Corp | Removal of carbon dioxide from synthesis gas using spearated products to cool external refrigeration cycle |
| JPS55103199A (en) * | 1979-02-02 | 1980-08-07 | Tlv Co Ltd | Float type trap |
| US4232533A (en) * | 1979-06-29 | 1980-11-11 | The Trane Company | Multi-stage economizer |
| JPS60262A (en) * | 1983-06-17 | 1985-01-05 | 株式会社日立製作所 | refrigeration cycle |
| JPH07332801A (en) * | 1994-06-03 | 1995-12-22 | Takagi Ind Co Ltd | Vapor condensing device |
| US6409808B1 (en) * | 1997-11-18 | 2002-06-25 | Kvaerner Process Systems A.S. | Separators |
| JPH11344265A (en) | 1998-06-02 | 1999-12-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turbo freezer of multistage compression system |
| CN1204948C (en) * | 1999-03-05 | 2005-06-08 | 国际壳牌研究有限公司 | three phase separator |
| JP2002340287A (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-27 | Tlv Co Ltd | Float valve |
| JP2003214729A (en) * | 2002-01-28 | 2003-07-30 | Toshiba Kyaria Kk | Air conditioner |
| JP3937884B2 (en) | 2002-03-22 | 2007-06-27 | 三菱電機株式会社 | Refrigeration air conditioner |
| US6851277B1 (en) * | 2003-08-27 | 2005-02-08 | Carrier Corporation | Economizer chamber for minimizing pressure pulsations |
| US20120117988A1 (en) * | 2006-03-27 | 2012-05-17 | Carrier Corporation | Refrigerating system with parallel staged economizer circuits and a single or two stage main compressor |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102032728A (en) * | 2010-12-09 | 2011-04-27 | 东南大学 | Device for automatically adjusting flux of refrigeration working medium |
| JP2015190733A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 荏原冷熱システム株式会社 | Evaporator of turbo refrigerator, and turbo refrigerator including evaporator |
| JP2018151116A (en) * | 2017-03-13 | 2018-09-27 | 荏原冷熱システム株式会社 | Turbo refrigerator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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